Ny superopløsningsmikroskopi-tilgang visualiserer interne cellestrukturer og klynger via selektiv planaktivering

For at studere levende organismer i stadigt mindre længdeskalaer skal forskerne udtænke nye teknikker til at overvinde den såkaldte diffraktionsgrænse. Dette er den iboende begrænsning af et mikroskops evne til at fokusere på objekter, der er mindre end bølgelængden af ​​det lys, der bruges.

Struktureret belysningsmikroskopi er en af ​​de superopløsningsteknikker, der kan hjælpe ved at belyse sinusformet lys på en prøve for at opnå et skarpere billede. Baggrundslys fra områder, der ikke er i fokus, kan dog stadig udtvære det endelige billede.

I en undersøgelse for nylig offentliggjort i tidsskriftet Nature Methods , viste forskere fra Osaka University en ny tilgang til superopløsningsmikroskopi, der er i stand til at observere strukturer inde i en enkelt celle eller en celleklynge. Dette blev opnået ved kun at vælge et ønsket plan til billede ved hjælp af tynd "light sheet"-belysning, projiceret vinkelret på linsen, for at tænde for fluoroforer.

"Vi viser, at aktivering af selektiv plan giver os mulighed for at afbilde tætte mikrostrukturer inde i celler med fremragende skarphed, som ikke tidligere var let tilgængelig," siger hovedforfatter af undersøgelsen, Kenta Temma. Det vil sige, sinusformet "struktureret" lys exciterede selektivt kun et tyndt plan, hvor on-state fluoroforer var lokaliseret, hvilket muliggjorde baggrundsfri superopløsningsbilleddannelse.

• .

• 

Mens nogle tidligere metoder brugte tilfældig fluorescensemission fra enkelte molekyler eller "donut"-formet anden lyskilde til at deaktivere eller udtømme fluorescerende kilder uden for et ønsket område, kan denne nye metode være skånsommere over for celler, der kan blive beskadiget ved intens eller lang eksponering for lys.

Forskerne mener, at deres tilgang er særligt effektiv, når de forsøger at forstå, hvad der sker i levende systemer med rumlig struktur, som ofte kan udvise baggrundslys uden for det ønskede brændplan. Dette inkluderer organoider, som er kunstige samlinger af forskellige celletyper beregnet til at gengive adfærden af ​​faktiske kropsorganer meget bedre sammenlignet med samlinger af celler dyrket på en flad petriskål.

"Vi forventer, at vores teknik vil være nyttig til fremtidige biologiske undersøgelser af 3D-celleklynger, herunder organoider," siger seniorforfatter, Katsumasa Fujita. Det samme kunne gælde for andre komplekse biologiske systemer.

Artiklen, "Selective plane activation structured illumination microscopy," blev offentliggjort i Nature Methods .

Flere oplysninger: Kenta Temma et al., Selektiv-plan-aktivering struktureret belysningsmikroskopi, Naturmetoder (2024). DOI:10.1038/s41592-024-02236-3

Journaloplysninger: Naturmetoder

Leveret af Osaka University